(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ利用強制駆動式ロータリー型切削(DRCT)法において、
該切削法に用いるシャンクの先端部の丸駒チップ保持部に設けた取付・回転軸に、丸駒チ
ップを挿入固定する工程、
丸駒チップを挿入固定後に該シャンクを前記DRCT法に用いる切削装置とは別の研削装置に
取り付ける工程、
該丸駒チップを被研削体としてシャンクに取付けたモータで回転させながら、該別の研削
装置を用いて該丸駒チップの逃げ面を回転砥石で研削して該丸駒チップの切れ刃の振れを
小さくする逃げ面研削加工工程、
前記逃げ面研削加工工程の前工程又は後工程として、該丸駒チップを被研削体としてシャ
ンクに取付けたモータで回転させながら、該別の研削装置の回転砥石を用いて該丸駒チッ
プのすくい面を精研削する、すくい面研削加工工程、
前記逃げ面研削加工及びすくい面研削加工された丸駒チップが取付・回転軸に挿入固定さ
れたままのシャンクを前記DRCT法に使用する切削装置に用いて工作物を切削加工する工程
、
とからなることを特徴とする丸駒チップを用いる切削加工方法。
【請求項２】
モータ利用強制駆動式ロータリー型切削(DRCT)切削法において、
丸駒チップを保持するチップホルダー、シャンク本体、チップホルダーをシャンク本体に
結合するコネクティングホルダーとに３分割した、
又は、丸駒チップを保持するチップホルダーとシャンク本体とに２分割した、
組立式シャンクのチップホルダーの取付・回転軸に丸駒チップを挿入固定する工程、
丸駒チップを挿入固定後に組立式シャンクを組立てて、組立てたシャンクを前記切削装置
とは別の研削装置に取り付ける工程、
該丸駒チップを被研削体としてシャンク本体に取付けたモータで回転させながら、該別の
研削装置を用いて該丸駒チップの逃げ面を回転砥石で研削して該丸駒チップの切れ刃の振
れを小さくする逃げ面研削加工工程、
前記逃げ面研削加工工程の前工程又は後工程として、該丸駒チップを被研削体としてシャ
ンク本体に取付けたモータで回転させながら、該別の研削装置の回転砥石を用いて該丸駒
チップのすくい面を精研削する、すくい面研削加工工程、
前記逃げ面及びすくい面研削加工された丸駒チップが取付・回転軸に挿入固定されたまま
のシャンクを前記DRCT法に使用する切削装置を用いて工作物を切削加工する工程、
とからなることを特徴とする丸駒チップを用いる切削加工方法。
【請求項３】
モータ利用強制駆動式ロータリー型切削(DRCT) 法又は従動式ロータリー型切削(SRCT) 法
において、
丸駒チップを保持するチップホルダーに設けた取付・回転軸に、丸駒チップを挿入固定す
る工程、
丸駒チップを挿入固定後に、チップホルダーを、丸駒チップの取付・回転軸をモータで回
転する機構をもつ治具に取付ける工程、
該丸駒チップを被研削体として治具に取付けたモータで回転させながら、該別の研削装置
を用いて該丸駒チップの逃げ面を回転砥石で研削して該丸駒チップの切れ刃の振れを小さ
くする逃げ面研削加工工程、
前記逃げ面研削加工工程の前工程又は後工程として、該丸駒チップを被研削体として治具
に取付けたモータで回転させながら、該別の研削装置の回転砥石を用いて該丸駒チップの
すくい面を精研削する、すくい面研削加工工程、
前記逃げ面及びすくい面研削加工研削加工された丸駒チップが取付・回転軸に挿入固定さ
れたままのチップホルダーを前記DRCT装置又はSRCT装置に用いて工作物を切削加工する工
程、
とからなることを特徴とする丸駒チップを用いる切削加工方法。
【請求項４】
請求項２又は３記載の方法において、
コーティング膜をつけていない丸駒チップ母材を被研削体とし、
逃げ面研削加工及びすくい面研削加工工程と工作物切削加工工程の間に、逃げ面研削加工
及びすくい面研削加工した丸駒チップを保持したチップホルダーをコーティング装置に設
置する工程、
コーティング装置において、チップホルダーに取り付けたまま、丸駒チップの刃部にコー
ティング膜をつける工程、を設けた
ことを特徴とする丸駒チップを用いる切削加工方法。
【請求項５】
丸駒チップをその取付・回転軸に挿入固定して保持するチップホルダー、シャンク本体、
チップホルダーをシャンク本体に結合するコネクティングホルダーに３分割する、
又は丸駒チップを保持するチップホルダーとシャンク本体とに２分割する、組立式シャン
クおいて、
コネクティングホルダー又はシャンク本体先端の円筒部分を、その長さ方向に切除した後
退部を先端側に形成した円筒穴をチップホルダーの保持穴とし、
円筒穴の後端部側にはチップホルダーを着脱するために、チップホルダーの保持穴径を拡
げたり、縮めたりするためのスリット溝が切られていることを特徴とする請求項２又は３
記載の切削加工方法に用いる丸駒チップの保持構造。
【請求項６】
シャンク本体の後端部に、ＮＣ・ＭＣ工作機械の自動交換用のテーパー形状部を有するこ
とを特徴とする請求項５記載の丸駒チップの保持構造。
【請求項７】
シャンク本体内に取付・回転軸の駆動源として用いる電池を装着したことを特徴とする請
求項５記載の丸駒チップの保持構造。
【請求項８】
請求項１ないし３のいずれかに記載のモータ利用強制駆動式ロータリー型切削(DRCT)法又
は従動式ロータリー型切削(SRCT) 法に用いるシャンクであって、その先端部に、丸駒チ
ップを取付けるチップホルダーごとの交換方式にするためのチップホルダーの保持穴が設
けられていることを特徴とするシャンクの構造。
【請求項９】
請求項３に記載のモータ利用強制駆動式ロータリー型切削(DRCT)法に用いるチップホルダ
ーであって、シャンクの先端部に設けたチップホルダーの保持穴に着脱でき、丸駒チップ
の取付・回転軸と、シャンクに取付けたモータの動力によって丸駒チップを回転させる駆
動部からなる支持回転機構を有することを特徴とするチップホルダーの構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、丸駒形工具チップを用いて鉄鋼、非鉄金属などの金属、又はセラミック、ガラ
ス、プラスチック等の非金属を切削加工する方法、特に丸駒形工具チップの切れ刃を高回
転精度にする方法と該丸駒形工具チップを用いる高精密な切削加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
旋削、フライス加工、平削り、形削り、ドリル加工、中ぐり等の切削加工技術は、各種の
高精密機器の製作において必要不可欠な技術となっている。
【０００３】
切削加工技術において、バイトが寿命に達した際のバイト交換を始めとする自動化技術の
開発が進められ、バイト交換に要する無駄な作業時間の短縮に顕著な改善が図られてきた
。しかし、改善はまだまだ十分とはいえず、更なるバイト寿命の向上が求められている。
この観点から、バイトの長寿命化又は連続切削時間の増大を課題として、革新的な新技術
の開発が期待されている。
【０００４】
すくい面と逃げ面の作る稜が環状に連続している切れ刃を有する丸駒形工具チップ（以下
「丸駒チップ」と記す）をその取付・回転軸に取り付け、丸駒チップを回転させながら旋
削加工を行う「ロータリー型切削加工法」（Cutting Method with Rotary Cutting Tool,
以下、「RCT切削法」と記す）が従来考えられている。
【０００５】
このRCT切削法は、図１６に示すように、例えば、矢印Ａ方向（切削方向）に回転してい
る工作物２０に対して旋削加工を施すために用いられるものであり、丸駒チップ３０を矢
印Ｃ方向に回転させ、その切れ刃を工作物２０に接触させると共に矢印Ｂ方向（チップ送
り方向、すなわち工作物２０の軸方向）に丸駒チップ３０を移動させる切削加工法である
。切れ刃が工作物２０に接触した個所において切り屑２１が生じ、工作物２０が丸棒状又
は円錐状に切削加工される。
【０００６】
このRCT切削法における丸駒チップの回転方法としては、モータ駆動によって丸駒チップ
を強制的に回転する方法（モータ利用強制駆動式ロータリー型切削加工法：Cutting Meth
od with Driven Rotary Cutting Tool, 以下、「DRCT切削法」と記す）が着想され、今か
ら２０年以前に研究が行われている（非特許文献１、２、特許文献１、２）。しかし、そ
の時代において、丸駒チップの回転に用いることができるモータは非常に大きく、丸駒チ
ップを保持するシャンクも特殊な構造であったため、丸駒チップを実用的に使用するのは
困難であり、これまで、DRCT切削法は広く普及するには至っていなかった。
【０００７】
このため、切削加工中に発生する切削抵抗によって丸駒チップを従動的に回転させながら
旋削加工を行う「従動式ロータリー型切削加工法」(Turning Method with Self-Propelle
d Rotary Cutting Tool, 以下、「SRCT切削法」と記す)（非特許文献３、４）が、実用化
されている。このSRCT切削法は、図１７に示すように、工作物回転方向ｎに対する垂直面
に対して角度λだけ傾けて丸駒チップを取付・回転軸に取り付ければ良く、モータを使用
しないで丸駒チップの回転を容易に行い得る方法である。SRCT切削法のチップ送り方向f
と切れ刃回転方向ntはRCT切削法と同じである。なお、切削速度Vと丸駒チップの回転速度
Vtの関係はVt=Vsinλとなる。
【０００８】
このようなSRCT切削法の進展に対して、最近、コンパクトタイプ(compact type)のDRCT切
削法（以下、「CDRCT切削法」と記す）が開発された（非特許文献５、６、特許文献３）
。
【０００９】
DRCT切削法を実用化するために、旋盤を始めとする工作機械に容易に取り付け得る丸駒チ
ップ保持シャンクが必要である。このシャンクとしては、工作機械上の限られたスペース
に設置するために、コンパクトな構造が要求される。加えて、丸駒チップの切れ刃が高回
転精度で回転する機構と丸駒チップの切れ刃の振れ（ふれ；run-out deviation）や振動
を防ぐための十分な剛性を持つ丸駒チップの保持構造が必要である。
【００１０】
なお、回転体の振れ（円周振れ）は、基準の垂直な円形平面の周りを回転した時変位する
大きさをいう。この振れは、回転体表面にあてたダイヤルゲージ、マイクロメータ等の測
微器の１回転中の読みの最大差で示すことができる。丸駒チップの切れ刃の振れは、環状
に連続している切れ刃の円周振れを言う。また、回転体の回転精度には、半径方向の回転
精度と軸方向の回転精度がある。半径方向の回転精度とは、円筒形状又は、球、半球の標
準器を測定して得られる真円度の値で表される回転体の精度である。本明細書においては
、回転精度は半径方向の回転精度を意味し、丸駒チップが回転体に相当する。また、真円
度は、ＪＩＳＢ０６２１−１９８４に規定され、単位はｍｍ又はμｍで表される。
【００１１】
さらに、モータの動力を丸駒チップの回転に容易に伝達できる機構も必要である。しかし
、シャンク製作技術が非常に難しく、上述のように、これまで、DRCT切削法の普及を阻ん
できたと考えられる。しかし、近年、技術の発達によって高精密な小径軸受けや小型モー
タが製作されるようになり、コンパクトな構造のシャンクの製作が可能になってきた。
【００１２】
図１８は、シャンク４の側部上面に取り付けたモータ５１で丸駒チップ３０を回転させる
CDRCT切削法用の丸駒チップ保持構造の例を示す模式図である。図１８に示す切削加工工
具１０は、丸駒チップ３０をその保持部４０に支持させた構成を有している。保持部４０
は、図示しない移動機構によってＹ，Ｚ軸方向に移動可能となっており、切削方向（矢印
Ａ）に回転する工作物２０に丸駒チップ３０の切れ刃３１を接触させると共に丸駒チップ
３０を送り方向（矢印Ｂ）に移動させるようになっている。また、この切削加工工具１０
では、丸駒チップ３０をシャンク４に取付けたモータ５１の動力によって回転させる駆動
部５０が設けられている。
【００１３】
これによって、工作物２０に対する切れ刃３１の接触位置を常に変化させ、切れ刃３１の
磨耗を抑制して丸駒チップの寿命を長くすると共に高い切削加工精度を得ることができる
。駆動部５０は、例えば、保持部４０の本体部４１の側方にモータ５１を有している。モ
ータ５１の回転によってベルト５２及びプーリ５３を介して回転軸４２を回転させ、丸駒
チップ３０を矢印Ｃ方向に回転させる。丸駒チップ３０の回転数は、モータ５１の回転数
の調整やモータ５１の取替えによって変更が可能である。図１８より分かるように、シャ
ンク４は、汎用旋盤に容易に取り付けることができる。
【００１４】
図１９に、シャンク４の先端部の保持部４０に設けられた穴に嵌め込まれた軸受で支持さ
れる取付・回転軸４２に丸駒チップ３０を取り付け、固定した場合の保持部と丸駒チップ
の関連構成を縦断面図によって示す。取付・回転軸４２は、スラストベアリング４３、ラ
ジアルベアリン４４を介して保持部４０に取り付けられており、丸駒チップ３０は、取付
・回転軸４２にダブルナット４５と４６によって締め付けられて固定されている。図１９
より分かるように、丸駒チップ３０は、シャンク４の先端部の保持部４０において上下に
突き出た丸駒チップの取付・回転軸４２に挿入固定して保持される。
【００１５】
CDRCT切削法用のこのような切削加工工具を使用したS45C鋼の切削加工において、チップ
交換無しで一度に連続して加工できる時間が、チップ固定型切削法に比較して約５０倍に
なる結果が報告されている（非特許文献５）。また、米国では、チタン合金の同様な切削
加工において、良好なチップ寿命が同様に得られることが報告されている（非特許文献６
）。
【００１６】
【非特許文献１】賀勢晋，升田雅博，吉川耕造，「工具駆動型回転工具による旋削の研究（第１報）−切りくず生成−」，精密機械，43，9(1977)1037
【非特許文献２】中島巌，石橋彰，「工具駆動型回転工具による旋削の研究」，昭和47年度精密機械学会秋季大会前刷，(1972)399
【非特許文献３】田中義信，上村喜雄，「回転工具による旋削について（第１報）」，精密機械，22，7(1956)296
【非特許文献４】陳 平，他１名，「従動式ロータリー切削工具の難削材加工特性」，精密工学会誌，57/10/1991，p．1792-1796
【非特許文献５】Heiji YASUI, Shingo HODA, Cutting Characteristics in Edge Moving Type of Long Life Precision Cutting Method, Proc. 5th International Conference of the European society for precision engineering and nanotechnology(2005.5) pp.595-598
【非特許文献６】LEI, Wenjie LIU, High-speed machining of titanium alloys using the driven rotary tool, International Journal of Machine Tools and Manufacture,43 (2003)pp.433-439
【特許文献１】特開昭５３−４８２８９号公報
【特許文献２】特開平６−９１４０６号公報
【特許文献３】特開２００６−６８８３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
DRCT切削法では、丸駒チップを回転させるために、SRCT切削法のように切削抵抗を必要と
しないので、丸駒チップの回転数（回転速度）を切削速度によらずにモータ駆動によって
変えることができる。そのため、切削加工条件に対応して最適な丸駒チップの回転数を選
択することができる。特に、CDRCT切削法については、良い成果が報告されている。しか
し、DRCT切削法は、まだ、ほとんど普及していないのが現状である。
【００１８】
その理由として、次の３項目の阻害要因が考えられる。（イ）丸駒チップの切れ刃を３μ
ｍ程度以下の高回転精度で回転させるのが難しく、良い仕上面粗さを得るための技術が十
分に開発されていない。図１８に示す保持部４０を用いて行うDRCT切削法では、丸駒チッ
プの支持台に固定された丸駒チップが、その取付・回転軸の回転によって回転し、切削加
工が行われる。その際、工作物の仕上面粗さには、丸駒チップの切れ刃の回転精度（切れ
刃の振れ）が転写されることになる。しかし、丸駒チップの切れ刃の振れを小さくするの
は、実切削作業上で非常に難しいのが現状である。
【００１９】
図１９に示すように、丸駒チップ３をその取付・回転軸４２に挿入固定するには、丸駒チ
ップ３０の内径は、取付・回転軸４２の外径よりも必ず大きくなければ挿入できない。通
常、挿入を容易にするため、丸駒チップ３０の内径は、取付・回転軸４２の外径よりも２
０ミクロン以上大きくされる。このため、丸駒チップ３０をその取付・回転軸４２に挿入
固定する際、丸駒チップ３０の回転中心線と取付・回転軸４２の回転中心線を合致させて
同心状にすることは難しい。丸駒チップの取付け誤差によって、図２０（ａ）に示すよう
に、通常、両中心線の間隔は数ミクロン以上ずれる。その結果、切れ刃の回転精度が低く
なり、図２０（ｂ）に、模式的に示すように、切れ刃の振れＬが生じる。
【００２０】
図２１に示すように、両中心線に直交する平面で見た場合、丸駒チップの取付け誤差があ
ると、丸駒チップの回転中心線は、Ｏ1（前チップ位置）、Ｏ2（現チップ位置）、Ｏi（
任意のチップ位置）を通る点線で示す回転軌跡を描き、取付・回転軸（シャフト）の中心
Ｏの回りを回転半径が数ミクロン以上変動して回転することになり、切れ刃の振れＬが生
じる。なお、図中のΔｔとΔｆは、各チップ位置におけるチップの切り込み方向と送り方
向の円周振れを模式的に示すものである。
【００２１】
ΔｔとΔｆに対して２本の線が引いてある内のチップ内周側の線は、丸駒チップの回転中
心線と丸駒チップ取付・回転軸の回転中心線が一致して、円周振れが無い理想的な丸駒チ
ップ取り付けの場合の切れ刃の刃先位置である。また、外周側に引いてある線は、実際に
丸駒チップを丸駒チップ取付・回転軸に取り付けた場合であり、丸駒チップの回転中心線
と丸駒チップの取付・回転軸の回転中心線が一致せず、理想的な切れ刃の刃先位置からΔ
Ｔ又はΔｆだけ刃先位置が振れた状態を示すものである。さらに、図中のωtＴは、ωtが
チップの回転角速度、Ｔは原点位置から回転し始めた際の回転時間であり、ωtＴは、丸
駒チップの原点位置からの総回転角度である。
【００２２】
図２２は、市販焼結品の直径（Ddisk）＝１６ｍｍの丸駒チップを使用し、切れ刃の円周
振れが約２０ミクロンの条件で、直径５０ｍｍのＳ４５Ｃ鋼丸棒を、切削速度（Vc）＝９
５ｍ/分、丸駒チップ送り（fC）＝０．４ｍｍ/ｒｅｖで旋削加工した場合の丸駒チップ送
り方向の仕上面粗さを調べた実験結果を示している。上段に実測したプロファイル曲線を
示し、下段に理論プロファイル曲線を示している。なお、両図の縦軸は仕上面粗さ、横軸
は丸棒の軸方向の仕上面粗さ測定長さ（ｍｍ）を示す。また、本実験における幾何学的に
計算される仕上面粗さ（Hr）＝fC2/４Ddisk＝約０．００２５ｍｍ＝２．５ミクロンであ
る。
【００２３】
図２２に示すプロファイル曲線より、仕上面粗さは、微小な粗さが大きな周期的うねり上
に重畳して形成されているのが分かる。このうねりの大きさは２０ミクロンを超えており
、また、うねりの１周期は丸駒チップの１回転に合致している。切れ刃の円周振れが仕上
面に転写され、仕上面粗さを生成しているためで、仕上面粗さの向上のために切れ刃の円
周振れを極力小さくすることが求められる。
【００２４】
図１１は、図１８に示すように、取付・回転軸に市販焼結品の丸駒チップを挿入固定した
後、切れ刃の回転精度（μｍ）を取付・回転軸の回転中心線を同心として測定した結果を
「修正前」の線で示すものである。なお、取付・回転軸の外径と丸駒チップの内径の公差
は、丸駒チップをその取付・回転軸に挿入固定しやすいように、３０ミクロン以上とって
ある。また、図１１には、後述の図２、図３に示すような超平滑研削加工法を用いて逃げ
面とすくい面を研削加工して切れ刃を修正した実施例の場合の切れ刃の回転精度について
も、「修正後」の線で示している。
【００２５】
図１１の「修正前の線」を見ると、市販焼結品の丸駒チップを取付・回転軸に挿入固定し
た場合、丸駒チップの回転中心線が取付・回転軸の回転中心線に対してずれて同心状にな
らないため、切れ刃の回転精度は相当低く、約５０ミクロンにもなっているのが分かる。
このように、丸駒チップの切れ刃の回転精度を十分に高くできないため、図２２に示した
ように、旋削後の工作物の仕上面粗さプロファイルには、丸駒チップの回転精度が転写さ
れ、仕上面粗さは２０ミクロンを超える悪いものとなる。このようなことから、DRCT切削
法で良い仕上面粗さを得るには、丸駒チップの切れ刃の回転精度を高くすることが必要で
ある。
【００２６】
そのために、丸駒チップの取付方法を改善し、取付・回転軸の回転中心線と丸駒チップの
回転中心線が一致し、同心状になるような装着方式にすることが考えられる。その場合、
工作物のうねりを含む仕上面粗さが１５ミクロン以下となるような精密旋削加工を考える
と、各種の装着方式に対して、取付・回転軸の外径の真円度と丸駒チップの内径の真円度
は、いずれも、少なくとも３ミクロン以下にしておく必要がある。
【００２７】
取付・回転軸の外径を３ミクロン以下の真円度になるように製作することは、比較的容易
に可能である。しかし、現在の市販の丸駒チップの内径・外径は、焼結されたままの状態
で製造・販売されており、内径・外径の真円度は比較的高いが、３ミクロン以下にはなっ
ていない。内径・外径の真円度を３ミクロン以下にするには、丸駒チップを焼結製造後に
、内径・外径の高精密な研削加工を必要とするが、そのような内径・外径の真円度の高い
丸駒チップを製作することは非常に難しい。
【００２８】
また、真円度の高い丸駒チップを製作出来たとしても、市販焼結品の丸駒チップに比較し
て格段に加工コストが高くなり、実切削作業への適用は難しいと考えられる。さらに、価
格を無視し、内径・外径の真円度の高い丸駒チップを製作したとしても、丸駒チップをそ
の取付・回転軸に回転中心線同士の誤差がないように挿入固定する技術が極めて難しいと
考えられる。このようなことから、容易に高回転精度で丸駒チップの切れ刃を回転させる
ための画期的な技術が求められている。
【００２９】
次に、CDRCT切削法が普及していない第２項目の阻害要因であるが、（ロ）切削加工によ
って摩耗し、チップ寿命に達した場合、丸駒チップを交換する必要があるが、切れ刃の回
転精度高く丸駒チップを容易に交換し得る技術の確立がなされていないことが挙げられる
。寿命に達した丸駒チップを取り替える際、シャンクの先端部の取付・回転軸に新しい丸
駒チップを切れ刃の回転精度高く挿入固定する必要が生じる。CDRCT切削法を実用化する
ためには、この丸駒チップの交換作業を安価にかつ容易にできるシャンクを製作する必要
がある。
【００３０】
最後に、第３項目の阻害要因であるが、（ハ）近年開発されたDRCT切削法用シャンクは、
汎用旋削用のもので、現在、多数使用されているＮＣ・ＭＣ工作機械への適用が十分に検
討されていないことが挙げられる。DRCT切削法を普及するには、この点での改良も必要で
ある。
【００３１】
以上のように、DRCT切削法を普及するための課題としては、（イ）良い仕上面粗さを得る
ために、切れ刃を高回転精度で回転させる技術、（ロ）イの課題に加えて、切削加工によ
って摩耗し、寿命に達して交換する必要が生じた丸駒チップを容易に、能率良く、高い切
れ刃回転精度になるように交換し得るシャンクの製作技術、（ハ）イの課題に加えて、又
はイとロの課題に加えて、ＮＣ・ＭＣ工作機械への適用が可能なシャンクの製作技術等の
開発が挙げられる。本発明は、このような課題を解決しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
以下に、上記した「発明が解決しようとする課題」に沿って、課題を解決するための手段
を説明する。まず、（イ）良い仕上面粗さを得るために、切れ刃が高回転精度で回転する
技術を開発するという課題である。上述のように、RCT切削法において、従来の丸駒チッ
プは、シャンクの先端部に、軸受けによって支持された取付・回転軸に丸駒チップが挿入
固定されて、切削加工に使用されている。
【００３３】
その丸駒チップは基本的に超硬合金やセラミックスからなる市販焼結品であり、丸駒チッ
プの取付け穴の内周面（内径）及び外周面（外径）の真円度は数ミクロン以上である。こ
のため、丸駒チップをその取付・回転軸に取付けて切れ刃を高回転精度で回転させるため
には、丸駒チップの取付け穴の内周面及び丸駒チップの外周面を研削加工し、両周面を３
ミクロン以下の真円度にする必要がある。しかし、そのように高精密に研削加工しても取
付・回転軸に同心状に高精度に取付けるためには、特別な工夫が必要で、非常に高価にな
り、実用には適さない。
【００３４】
本発明は、上記の（イ）の課題を解決する手段を提供する。
この手段は、丸駒チップ保持部に設けた取付・回転軸に丸駒チップを挿入固定した後、
ＤＲＣＴ切削装置やＳＲＣＴ切削装置とは別の研削装置の回転砥石を用いて該丸駒チップ
を被研削体として、その逃げ面及びすくい面を研削して該丸駒チップの切れ刃の振れを小
さくした後、研削された丸駒チップを取付・回転軸に挿入固定したままＤＲＣＴ切削装置
やＳＲＣＴ切削装置に装着して該丸駒チップで工作物を切削加工する方法に関する。
【００３５】
次に、本発明は、上記の（ロ）の課題を解決する手段を提供する。
この手段は、上記方法において、丸駒チップを保持するチップホルダー、シャンク本体
、チップホルダーをシャンク本体に結合するコネクティングホルダーとに３分割した、又
は、丸駒チップを保持するチップホルダーとシャンク本体とに２分割した、組立式シャン
クを用いて、又はチップホルダーをコネクティングホルダーを介して治具に取付けて、該
丸駒チップを被研削体として、その逃げ面及びすくい面を研削する方法に関する。
【００３６】
さらに、本発明は、上記の（ハ）の課題を解決する手段を提供する。
この手段は、上記組立式シャンクを用いる方法において、シャンク本体の後端部をＮＣ
・ＭＣ工作機械の自動交換用のテーパー形状部を有する構造にしたシャンクを用いる方法
に関する。
【００３７】
また、本発明は、上記各方法において、コーティング膜をつけていない丸駒チップ母材を
被研削体とし、逃げ面研削加工及びすくい面研削加工工程と工作物切削加工工程の間に、
逃げ面研削加工及びすくい面研削加工した丸駒チップを保持した、チップホルダーをコー
ティング装置に設置して、チップホルダーに取り付けたまま、丸駒チップの刃部にコーテ
ィング膜をつける方法に関する。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、DRCT切削法、SRCT切削法、CDRCT切削法等の切削加工を実施する際に、
次のような効果を得ることができる。
（イ）市販焼結品の丸駒チップをそのまま取付・回転軸に挿入固定して使用する従来の方
式に比較して、丸駒チップの取付け誤差があっても、また、丸駒チップの内・外径の真円
度が高くなくとも、容易に３ミクロン以下、より好ましくは２ミクロン以下の切れ刃回転
精度にできる。回転精度は円周振れが実質的にゼロとなるまで高くすることも可能である
。このため、高回転精度の切れ刃によって切削加工した仕上面が生成でき、工作物の仕上
面粗さを大きく向上できる。また、コーティングした丸駒チップを使用する場合も、切れ
刃を高回転精度とすることが可能となる。
【００３９】
（ロ）本発明の組立てシャンクを用いれば、丸駒チップの保持部（チップホルダー）とシ
ャンク本体とを分離することによって、寿命に達した丸駒チップの交換が容易である。ま
た、市販焼結品の丸駒チップの使用前の切れ刃の修正や、切削加工によって寿命に達した
後の丸駒チップの切れ刃の再修正が容易になる。
【００４０】
（ハ）丸駒チップの取付又は交換作業を、切れ刃を修正済みの丸駒チップを取付けたチッ
プホルダーごとの交換方式にすることによって、SRCT切削法でも丸駒チップの切れ刃の回
転精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
図１は、本発明の方法における丸駒チップの切れ刃の修正工程を模式的に示したものであ
る。図１ (a)は、最初の工程で丸駒チップを取付・回転軸に挿入固定した状態であり、図
１(b)は、次の工程で、丸駒チップのすくい面を精研削(fine grinding)加工した状態を示
す。図１ (c)は、次の工程で丸駒チップの逃げ面を研削加工した状態を示す。なお、切れ
刃の修正工程を、図１ (b) と図１ (c)にそれぞれ示す工程を逆にし、逃げ面を研削加工
した後、すくい面を精研削加工することも可能である。逃げ面の研削、すくい面の精研削
ともに回転砥石の端面、周面のいずれを用いてもよい。
【００４２】
すくい面と逃げ面の作る稜が環状に連続している切れ刃Ｅの修正のためには少なくとも切
れ刃寄りの逃げ面を研削加工する必要がある。逃げ面の全面を研削加工する必要はなく切
れ刃と反対側は研削しなくてもよい。研削作業性からは切れ刃寄り側の１／２程度の研削
でもよい。すくい面を精研削加工するのは、良い切れ刃形状を製作するためであり、切れ
刃の回転精度を高くするための修正工程は、基本的に、切れ刃の回転軌跡に影響を及ぼす
逃げ面の研削加工だけでよい。また、すくい面の精研削は、全面を研削加工する必要はな
く、切れ刃寄り側の部分の研削加工でもよい。
【００４３】
＜DRCT切削装置に取付ける丸駒チップを別の研削装置の被研削体として丸駒チップの逃げ
面及びすくい面を研削加工する方法＞
まず、（１）焼結によって製造された市販の丸駒チップを、図１８に示すような公知のDR
CT切削装置に用いるシャンクの先端部の丸駒チップ保持部に設けた取付・回転軸に挿入固
定し、次に該丸駒チップを前記DRCT切削装置とは別の平面研削盤等の研削装置の被研削体
としてシャンクに取付けたモータで回転させながら、回転砥石によって、逃げ面及びすく
い面を研削加工して、該丸駒チップの切れ刃を修正する方法について説明する。
【００４４】
（イ）超平滑研削法で、丸駒チップを被研削体として逃げ面及びすくい面を研削加工する
方法
丸駒チップの切れ刃を、高能率で高精密に修正するため、図２、図３に示すように、立軸
研削盤Ｂを用いる。図１９に示すように、丸駒チップ３０を回転させる丸駒チップの取付
・回転軸４２をシャンク先端部に持つ、図１８に示すようなCDRCT切削法用のシャンク４
を立軸研削盤Ｂに取り付ける。そして、本発明者が開発した立軸超平滑研削加工法（日本
特許第3989211号公報参照）を適用して研削加工する方法を以下に示す。
【００４５】
なお、超平滑研削加工法は、
（Ａ）砥石又は工作物を、砥石の回転方向と直角方向に、砥石の１回転当たりの工作物送
り量（ｆGn）が、砥石の外周面上の切れ刃群の中で、最外周切れ刃円周となる砥粒の切れ
刃逃げ面摩耗幅（ｗn）未満（ｆGn＜ｗn）の送り速度になるように送ることによって、砥
石―工作物の接触する所定の幅を砥石の回転方向と直角方向に砥石切込み量（ｔ）で研削
加工する工程、（Ｂ）幾何学的に計算される砥石−工作物の干渉高さ（Ｈｐ）が、要求す
る高平滑仕上面粗さ（Ｈmax）未満になるように、式（ｆp2／４Ｄg）＜Ｈp（ただし、ｆp
は、工作物又は砥石を砥石の回転方向に平行方向に送る量、Ｄｇは、回転砥石の直径）を
満たす条件で、工作物又は砥石を砥石の回転方向に平行方向に微小量移動する工程、から
なるＡ工程及びＢ工程を合成した合成送り方法とし、砥石又は工作物を、砥石の回転方向
と直角方向及び砥石の回転方向と平行方向へ同時に送る合成送り速度を設定し、その合成
送り速度で工作物を高平滑に仕上げていくことを特徴とする研削加工方法、である。
【００４６】
図４は、図２、図３に示した立軸研削盤を用いる研削方法において、上記の超平滑研削加
工法で丸駒チップの切れ刃を精密に修正する工程の例を示すものである。研削方法は立軸
研削方法であり、砥石端面外周部を使用する。図４（ｂ）に示すように、シャンク（図中
では省略）に取付けたモータ（図中では省略）で丸駒チップ３０を矢印方向に回転させな
がら、超平滑研削加工法で、研削砥石Ｇを矢印方向に回転させながら丸駒チップ３０の半
径方向に移動して研削点を動かして、まず、丸駒チップ３０のすくい面を精研削し高平滑
に仕上げる。なお、図４ (b)左図中に"３°"記している角度は、立軸研削方法では、通常
、砥石軸を鉛直面に対して微小角度傾けることによって、砥石端面と工作物との間に間隙
を作り、その間隙に研削液を注入することによって、研削液を研削点に浸透し易くしてい
るが、その砥石軸の傾け微小角度の例を示すものである。
【００４７】
その後、研削加工される逃げ面の逃げ角を、丸駒チップ３０の所定の逃げ角になるように
シャンクを回転及び移動させ、図４（ａ）に示すような状態にする。なお、図４ (a)左図
中に、"７°"と記している角度は、丸駒チップの逃げ角の例を示したものである。また、
図４ (a)右図中に示す点線で囲む角度は、上記図４ (b)左図中に"３°"と記した、砥石軸
の傾け微小角度と同じ角度である。そして、丸駒チップ３０を矢印方向に回転させながら
、研削砥石Ｇを丸駒チップ３０の矢印で示す軸方向に逃げ角に沿って移動して研削点を動
かして、丸駒チップ３０の逃げ面を研削加工する。丸駒チップを用いて工作物を旋削した
場合に、切れ刃先端２ミクロン幅の部分が仕上面を創成すると考えられる。この超平滑研
削加工法によれば、創成される仕上げ面を鋭利な高回転精度の切れ刃によって、１００ｎ
ｍ(Ry値)以下の高平滑面に容易に仕上げることができる。なお、丸駒チップの切れ刃の修
正を最適に行う上で、丸駒チップの逃げ面を研削加工した後、すくい面を精研削加工した
り、それらの工程を繰り返して切れ刃の修正をしたりすることも可能である。
【００４８】
この超平滑研削加工法では、研削砥石Ｇは直径１０ｍｍ程度の小径砥石を使用し、好まし
くは、１万回転／分以上、１５万回転／分以下程度の高砥石回転数で行う。丸駒チップの
回転は砥石の回転数によって変化するが、好ましくは、３７回転／分から９００回転／分
程度である。
【００４９】
小径砥石の砥石端面外周部で研削加工を行うため研削点での研削抵抗によって生じる砥石
軸に対するモ−メントは小さい。その結果、無負荷時の砥石端面外周部に対する研削時の
砥石端面外周部の逃げが小さく、設定砥石切込み量が確実に除去される。また、高砥石回
転数で研削を行うので、研削加工能率も大きくできる。
【００５０】
なお、丸駒チップの逃げ面の総除去量は、丸駒チップを取付・回転軸に取り付け固定した
時の円周振れの大きさによって変化するが、通常の円周振れは、経験的に６０ミクロン以
下であるので、丸駒チップの半径方向の除去量で示すと、７０ミクロン程度砥石を切り込
み、除去すると、逃げ面の全周面が研削加工され、切れ刃の回転精度が確実に、３ミクロ
ン以下になる。したがって、円周振れの大きさの少なくとも１／２〜１．２倍程度逃げ面
を切り込むことが望ましい。
【００５１】
以上、超平滑研削加工法で丸駒チップの切れ刃を修正する方法を示したが、DRCT切削法を
高精密切削に使用するのではなく、粗切削に使用する場合で、切れ刃の状態をそれ程高精
密に仕上げなくとも良い場合には、超平滑研削加工条件の範囲内の研削加工でなくてもよ
い。
【００５２】
（ロ）超平滑研削法とは別の研削加工法で、丸駒チップを被研削体として逃げ面及びすく
い面を研削加工する方法
以上、切れ刃の回転精度を高くするために超平滑研削法を適用した研削法を示したが、横
軸研削法でも同様に研削加工し得る。この方法は、図５ (a)に模式的に示すように、丸駒
チップの取付・回転軸を回転させる機構をもつX軸、Y軸、Z軸方向に可動の治具に取付け
たシャンク４を、RCT切削装置とは別の横軸平面研削盤Ｂに取付ける。この際のシャンク
４の取付け方は、図５ (b)に示すように、丸駒チップ３０の回転軸と砥石Ｇの回転軸が直
交し、丸駒チップ３０のすくい面が、砥石Ｇの周面に接触するようにする。
【００５３】
そして、シャンク４に取付けたモータ５１でチップホルダーに挿入固定された丸駒チップ
３０を被研削体として回転させながら、平面研削盤Ｂ上に固定したモータＭ１で砥石Ｇを
回転させて、図５ (b)に示すように、砥石Ｇの周面で丸駒チップ３０のすくい面を平滑に
精研削加工する。
【００５４】
その後、図５ (c) に示すように、丸駒チップ３０の逃げ面を所要の逃げ角θで研削加工
が可能となるように、治具によってすくい面を傾ける。そして、モータ５１で丸駒チップ
３０を回転させながら、砥石Ｇの端面外周部で逃げ面を研削加工し、丸駒チップの切れ刃
を修正する。なお、切れ刃の回転精度を高くするにはすくい面の精研削加工は必須ではな
い。上記の方法で製作された取付・回転軸に挿入固定されたままの丸駒チップをDRCT切削
法において、工作物の旋削に用いる。
【００５５】
この横軸平面研削盤を用いた丸駒チップの切れ刃の修正方法では、丸駒チップは、その取
付・回転軸に挿入固定した後、回転しながら逃げ面を研削加工されるため、DRCT切削法に
用いる丸駒チップの切れ刃の回転精度を３ミクロン以下、より好ましくは２ミクロン以下
に修正加工することが可能である。しかし、切れ刃の円周振れを小さくする研削加工であ
ることから分かるように、丸駒チップの切れ刃の円周方向位置によって、丸駒チップの逃
げ面の研削取り代が異なり、多い場所では、その研削取り代は数１０ミクロンとなる。
【００５６】
このため、研削取り代の大きい部分での研削抵抗が大きくなる。そして、その抵抗による
丸駒チップの取付・回転軸の変形が生じ、設定砥石切込み量を完全に除去することが出来
ず、切残しが生じる。その切残しを除去するために、砥石切込みを行わずに、丸駒チップ
を回転しながら、何度も研削を行う、いわゆる、スパ−クアウト研削を行う必要がある。
【００５７】
この際、研削抵抗によって生じる砥石軸に対する曲げモ−メントによって、砥石スピンド
ル軸が変形し、無負荷の場合の砥石端面外周部に対して研削点での砥石端面外周部が設定
切り込み方向とは逆方向に逃げることを考慮すれば、砥石端面の外周寄り側で、砥石端面
内周側よりも大きく逃げることになる。このため、砥石端面の外周寄り側で研削加工を行
うと、最終的に研削抵抗を零近くにし、切残しを無くすためのスパ−クアウト研削時間は
長くなる。
【００５８】
したがって、研削抵抗によって生じる砥石軸に対する曲げモ−メントが小さく、逃げの少
ない砥石端面の内周寄り側で研削を行うことが適当となるが、通常の平面研削盤の砥石回
転数は３０００回転／分程度であり、内周寄り側の砥石周速度が小さくなり、切れ味が悪
くなる。
【００５９】
また、切れ刃は比較的微細なチッピングが生じ易いため、切れ刃の修正後の切れ刃の状態
は市販焼結品の丸駒チップの切れ刃と同様、微細破壊面となる傾向にある。この微細破壊
面の粗さは、工作物の１ミクロン以下の高旋削仕上面粗さの生成には、大きな悪影響を及
ぼす。
【００６０】
このようなことから、丸駒チップの切れ刃を、高能率で高精密に修正するために、図４に
模式的に示すような、本発明者が開発した前記の立軸超平滑研削加工法を適用することが
好ましい。なお、単に、切れ刃の回転精度を高くするための逃げ面の研削加工方法として
は、立軸研削法によって円盤状又は円柱状等の回転砥石の周面を用いることも可能である
が、超平滑研削加工法の原理に当てはまるような超平滑研削とはならず、切れ刃を超平滑
にすることは難しい。また、研削抵抗が砥石軸に直角に生じるため、砥石軸を曲げるモ−
メントが大きくなり、丸駒チップの研削面からの砥石の逃げが生じ、スパ−クアウト時間
が長くなる。
【００６１】
＜組立式丸駒チップ保持構造を用いた丸駒チップの逃げ面及びすくい面の研削加工方法＞
次いで、（２）容易に、能率良く、市販焼結品の丸駒チップの切れ刃を高回転精度になる
ように研削加工したり、工作物の旋削加工によって摩耗し、寿命に達して交換する必要が
生じた丸駒チップの切れ刃を再修正したりするのに好適な丸駒チップの保持構造について
説明する。図６ (a)〜(ｄ)は、その方法と装置を示すものである。
【００６２】
図６ (a)に示すように、丸駒チップの保持構造は、(i)工作物を切削し、切り屑を生成す
る丸駒チップ３０を保持し、高い切れ刃回転精度で回転させるチップホルダーＨ１と、(i
i)チップホルダーＨ１とシャンク本体Ｓとを結合するためのコネクティングホルダーＨ２
と、(iii)シャンク本体Ｓ、とに３分割し、それらを組み立てることによって、図６ (ｂ)
に示すような、切削作業に使用する組立シャンクにする。
【００６３】
シャンク本体Ｓは、コネクティングホルダーＨ２を保持し、チップホルダーＨ１上に取り
付けられた丸駒チップを強制的に回転させるためのモータＭ２が取り付けられ、普通旋盤
やＮＣ旋盤等の工作機械のシャンク保持部で保持される。丸駒チップ３０の回転は、図６
(ｂ)に示すように、丸駒チップ３０の取付・回転軸４２の下部に取り付けられた動力伝
達用プーリＰにタイミングベルトＴを介してモータＭ２の回転を伝動することによって行
う。
【００６４】
なお、コネクティングホルダーＨ２を使用せず、シャンク本体Ｓの先端にコネクティング
ホルダーＨ２の先端と同様なチップホルダー保持機構を製作することによって、チップホ
ルダーとシャンク本体Ｓとからなる２分割した組み立てシャンクも、前記３分割方式と同
様に使用出来る。なお、図６ (a)では、シャンク本体Ｓの先端側を縦断面コ字型とし、チ
ップホルダーＨ１の後端側を前記コ字型にはめ込み、両者をボルト、ナットで接合する態
様を示しているが、接合構造はこの態様に限られるものではない。
【００６５】
チップホルダーＨ１は、図６ (ｃ)に示すように、丸駒チップ３０とその支持回転機構か
らなる。丸駒チップ３０の支持は、取付・回転軸４２の上部から丸駒チップ３０を挿入し
、取付・回転軸４２の上部に設けられた支持台６０で受けた後、取付・回転軸４２の上部
先端に設けられたねじ穴に、ボルト３６を締め込むことによって行う。取付・回転軸４２
は、チップホルダーＨ１の内部に装着されたスラストベアリング４３、ラジアルベアリン
グ４４、針状ころ軸受け４５で支持されている。取付・回転軸４２の下方部はスプリング
ワッシャー４７を挟んでナット４８で締め、ナット４８の下部に突き出た取付・回転軸４
２軸を切り屑による破損から保護するため鋼製等のキャップ４９で覆う。
【００６６】
チップホルダーＨ１を保持するコネクティングホルダーＨ２又はシャンク本体の先端形状
は、図６ (ｄ)に示すように、チップホルダーＨ１を挿入する円筒部分をその長さ方向に
切除した後退部７０を先端側に形成した円筒穴をチップホルダーの保持穴とする。DRCT切
削法やSRCT切削法においては、工作物が回転することによって、切削点よりも下部にある
丸駒チップを保持するコネクティングホルダーＨ２の先端部と丸駒チップで切削された工
作物の外径が接触することを避ける必要がある。市販の丸駒チップと軸受けを用いて、チ
ップホルダーＨ１を製作すると、丸駒チップの最小外径はチップホルダーＨ１の外径より
も僅かに大きな状態となり、両者の外径の差は小さい。
【００６７】
このため、コネクティングホルダーＨ２の先端部にチップホルダーＨ１を挿入するための
穴を、単に円筒状に開けた状態では、穴外径部の肉厚のため、DRCT切削法やSRCT切削法に
おいて切削後の工作物の外径がコネクティングホルダーＨ２の先端部に接触する。この接
触を避けるために、コネクティングホルダーＨ２の先端側を切除する。
【００６８】
したがって、大きな外径の丸駒チップを用い、比較的小さな軸受けで丸駒チップの取付・
回転軸を設計製作し得る場合は、チップホルダーＨ１の外径は丸駒チップの外径よりも小
さくできるので、コネクティングホルダーＨ２の先端側は切除する必要がない。また、円
筒穴の後端部側にはスリット溝７１が切られている。これは、チップホルダーＨ１を着脱
するために、チップホルダーＨ１の保持穴の径を拡げたり、縮めたりするためのものであ
る。
【００６９】
シャンク本体Ｓの形状において、切削に関わるシャンク本体Ｓの前端部はコネクティング
ホルダーＨ２をボルト、ナットで締着し得る構造となっている。また、シャンク本体Ｓの
中央部にはモータＭ２を容易に取り付け得るネジ穴が設けられた構造となっている。なお
、モータＭ２の取り付けは、図１８に模式的に示したシャンク本体Ｓの上方で行うのでは
なく、本実施方法においては、シャンク本体Ｓの下方において行う。このように、モータ
Ｍ２の取り付けは、作業に応じて自由に変更することができる。
【００７０】
モータ軸の回転はタイミングベルトＴによってチップホルダーＨ１内の取付・回転軸４２
に伝達され、チップホルダーＨ１上の丸駒チップ３０が回転する。モータＭ２の電源には
工作機械に装備されたものを用いる。また、工作機械の電源から電気を得るのが煩雑な場
合には、図７に示すように、シャンク本体Ｓ内にモータＭ２を装着し、シャンク本体Ｓ内
に駆動電源として電池Ｅを装着する構造も可能である。
【００７１】
また、作業に応じて、汎用旋盤、ＮＣ旋盤、ＭＣ装置にシャンクを取り付ける必要がある
ので、シャンク本体Ｓの後端部はそれぞれの取り付けに適した構造にすることができる。
図６（ｂ）に示したシャンク本体Ｓの後端部形状は、汎用旋盤に取り付ける場合の例であ
り、後端部は、長さ方向縦断面が長方形の角形形状をしている。なお、後端部の構造は、
長さ方向縦断面が正方形でも問題はない。ＮＣ・ＭＣ工作機械に本発明の組立式シャンク
を使用するためには、シャンク本体Ｓが自動交換機能を持つことが必要である。この課題
は、シャンク本体Ｓの後端部を、図８に示すように、ＮＣ・ＭＣ工作機械の自動交換が出
来るように、長さ方向縦断面をテーパー形状にしてＮＣ・ＭＣ工作機械取付用テーパーを
形成することによって解決できる。
【００７２】
以上のように、シャンクを分割・組み立て型にすることにより、丸駒チップの交換のため
の旋盤への着脱がチップホルダーごとの交換（チップホルダー交換方式）により容易にで
き、切削作業が非常に行い易くなる。
【００７３】
以上、DRCT切削法に分割・組み立て型シャンクを適用する丸駒チップ保持構造方式を示し
たが、その方式中のチップホルダー交換方式をSRCT切削法に適用することによって、SRCT
切削法においても、これまで問題になっていた、丸駒チップの切れ刃の回転精度を高くす
るのに大きな寄与をすることができる。
【００７４】
すなわち、ＳＲＣＴ切削法では、丸駒チップをモ−タで回転する機能を持っていないので
、上記（１）の本発明方法では、切れ刃の修正ができず、丸駒チップの回転精度を３ミク
ロン程度以下にすることは、上記のように、難しかった。チップホルダー交換方式では、
丸駒チップを強制的に回転させるためのモータＭ２を使用するので、チップホルダーに装
着した丸駒チップの逃げ面を、治具を用いて研削加工して切れ刃の回転精度を高くした後
、チップホルダーをシャンクに取付けることによって、高回転精度のＳＲＣＴ切削法が実
施出来ることになる。
【００７５】
＜チップホルダー取付け治具を用いた丸駒チップの逃げ面及びすくい面の研削加工方法＞
以下に、図９（ａ）、（ｂ）に示すチップホルダー取付け治具Ｊを用いた丸駒チップの逃
げ面の研削加工とすくい面の精研削加工方法を説明する。このチップホルダー取付け治具
Ｊは、丸駒チップの取付・回転軸への着脱と丸駒チップの逃げ面の研削を容易にしている
。丸駒チップの円周振れは、丸駒チップが取り付けられるチップホルダーの取付・回転軸
中心に対する丸駒チップの切れ刃の回転精度によって決まるので、丸駒チップの円周振れ
を小さくするには、丸駒チップの切れ刃が高精度で回転すれば良く、シャンク本体へのチ
ップホルダー取り付け精度は大きな影響を及ぼさない。このように、チップホルダー取付
け治具Ｊを用いることで、丸駒チップが摩耗した場合等に、切れ刃を修正した丸駒チップ
を取付けたチップホルダーを交換することによって、容易かつ迅速に高い切れ刃回転精度
で旋削加工を再開・実施し得る。
【００７６】
本発明において、チップホルダーＨ１の外殻は、図６ (a)に示すように円筒形をしており
、その内部に、図６ (ｃ)に示したように、スラストベアリング４３、ラジアルベアリン
グ４４が設けられている。それらのベアリングで支持された丸駒チップ３０の回転軸４２
はチップホルダーＨ１の外殻の長さよりも長く、外殻から上下に突き出ている。上端部は
台座形状をしており丸駒チップの支持台６０となり、支持台６０の上に丸駒チップ３０が
固定される。
【００７７】
一方、丸駒チップの取付・回転軸４２の下端側では、モータＭ２の主軸の回転がタイミン
グベルトＴによって伝達される。この場合、上端に取付けられる丸駒チップとして、市販
焼結品の丸駒チップのようなものを取付けると、図２０に示したように、取付・回転軸４
２の軸心から数１０ミクロン程度も偏芯し、丸駒チップの回転中心線と丸駒チップの取付
・回転軸４２の回転中心線とを一致させて同心状にすることが非常に難しい。
【００７８】
そこで、本発明の方法では、チップホルダーＨ１に丸駒チップ３０を取付けた上で、該丸
駒チップ３０の逃げ面を研削加工し、これをCRT切削装置に設置して丸駒チップ３０を高
い切れ刃回転精度で回転し得るようにしている。このチップホルダーＨ１上の丸駒チップ
３０の研削加工方法は、図９に示すように、コネクティングホルダーＨ２を保持し、丸駒
チップ３０を回転し得る、図６（ａ）に示すシャンク本体Ｓと同様な治具Ｊを研削盤上に
取り付け、丸駒チップ３０を挿入固定したチップホルダーＨ１を、コネクティングホルダ
ーＨ２を介してその治具Ｊに取り付けて行う。
【００７９】
図９ (a)は、コネクティングホルダーＨ２を治具Ｊに取付けて、チップホルダーＨ１に取
付けた丸駒チップ３０の逃げ面を研削加工する方法を示すものである。治具Ｊは、チップ
ホルダーＨ１を取付けたコネクティングホルダーＨ２を固定・保持する機構を有している
。また、チップホルダーＨ１の下側に突き出た丸駒チップ３０の取付・回転軸をタイミン
グベルトＴを介して回転させるためのモ−タＭ２を装備している。
【００８０】
所要の逃げ角の逃げ面を丸駒チップ３０に形成するために、研削盤上の砥石Ｇは、砥石移
動方向の面に対して所要の逃げ角だけ丸駒チップ３０の取付・回転軸４２の回転中心線を
傾けて、その軸方向に往復移動する。この傾きは、治具Ｊの底面に所要の逃げ角と同じ角
度を付けることによって行う。すなわち、砥石Ｇは水平方向にのみ移動し、所要の逃げ角
の逃げ面の研削加工は、治具Ｊの底面の角度を変化させることによって行う。
【００８１】
治具Ｊの底面の傾きは、図９ (a)に示すように、予め治具Ｊの底面に角度を付ける方法の
他、モ−タ（図示せず）等を利用して、治具Ｊを傾くように動かす方法がある。これによ
って一回のチャッキングですくい面の精研削加工及び逃げ面の研削加工が可能になる。な
お、砥石Ｇを水平方向にのみ移動して逃げ角の調整を行う方法の他に、砥石Ｇの移動が逃
げ角と一致するように砥石切込み量を変える、すなわち、砥石Ｇの移動を水平方向と同時
に、垂直方向にも行って、逃げ面の逃げ角を調整するような研削加工も出来る。
【００８２】
逃げ面の研削加工は、まず、丸駒チップの１回転において、砥石の回転速度が丸駒チップ
の回転速度に対して前記の超平滑研削条件を満たすようにしながら行う。そして、丸駒チ
ップが１回転した後、超平滑研削条件を満たすように、砥石を丸駒チップの取付・回転軸
方向に移動させる。このような作業を繰り返しながら、逃げ面全体又は逃げ面の切れ刃寄
りの部分に対して研削加工を行う。
【００８３】
図９ (b)は、コネクティングホルダーＨ２を治具Ｊに取付けて、チップホルダーＨ１に取
付けた丸駒チップ３０のすくい面を精研削加工する方法を示すものである。治具Ｊは、図
９ (a)に用いたものと同じであり、チップホルダーＨ１の取付けも同様である。すくい面
の精研削加工は、図９ (a)の逃げ面の研削加工におけるモ−タＭ２の位置を９０度回転し
、モ−タＭ２の位置が上側になった状態で行う。この状態での治具Ｊの底面は水平方向に
移動する砥石Ｇの端面と平行になっており、逃げ面の研削加工の場合のように、角度付け
られていない。したがって、逃げ面が、すくい面に対して、所要の角度をもつように、す
くい面の精研削加工ができる。なお、すくい面の超平滑研削加工方法は、上記の、逃げ面
の研削加工方法と同じである。また、切削作業を最適にするために行う、すくい角の調整
は、逃げ角を付けるのと同様な方法によって実施できる。
【００８４】
＜チップホルダーを用いて修正加工した切れ刃にコーティング膜をつけた丸駒チップを使
用する方法＞
さらに、修正加工した切れ刃にコーティング膜をつけた丸駒チップを工作物の旋削加工に
使用する方法について説明する。工具チップとして、コーティング膜をつけた丸駒チップ
を用いる場合、図１０に、その工程を示す。
【００８５】
まず、コーティング膜をつけていない丸駒チップ母材（超硬合金やセラミック等）をチッ
プホルダーに取付けて、図９に示す上述の方法で該丸駒チップ母材の逃げ面、又は逃げ面
とすくい面を研削加工し切れ刃を修正する。その後、チップホルダーを丸駒チップの保持
構造から取り出して、丸駒チップをチップホルダーに取り付けたままで、適宜のコーティ
ング法によって丸駒チップの少なくとも切れ刃部にコーティング膜をつける。
【００８６】
コーティング膜をつけていない丸駒チップ母材の逃げ面を研削加工した上で、コーティン
グ膜をつける本発明の方法では、コーティング膜厚は、CVDコーティングでは、例えば１
０ミクロン程度であり、より好ましくは８〜２０ミクロン程度、PVDコーティングでは、
例えば５ミクロン程度であり、より好ましくは３〜１０ミクロン程度である。
【００８７】
コーティング膜をつけた丸駒チップを保持したチップホルダーをシャンク本体に取付けて
、RCT切削法の旋削作業を行う。このような方式にするのは、市販のコーティングされた
丸駒チップをその取付・回転軸に取り付けて、丸駒チップの切れ刃の円周振れを小さくし
ょうとして、逃げ面、又は逃げ面とすくい面を研削加工すると、円周振れ幅はコーティン
グ膜厚よりも大きいので、円周振れを取り除く際に、コーティング膜は非常に薄くなるか
、取り除かれてしまうためである。
【００８８】
なお、チップホルダー方式のように、シャンク本体と丸駒チップ保持部であるチップホル
ダーが分割されていると、コーティング膜をつけるために、チップホルダーはシャンク本
体に比較して格段に小さいので、コーティング装置に設置するのが容易であるという利点
もある。
【実施例１】
【００８９】
図２、図３に示すように、立軸研削盤Ｂに、図１９に示すような、丸駒チップの取付・回
転軸４２をシャンク４先端部に持つ、図１８に示すようなCDRCT切削法用のシャンク４を
取り付けて、本発明者が開発した前記立軸超平滑研削加工法を適用して丸駒チップの逃げ
面を研削し、すくい面を精研削して切れ刃を修正した。
【００９０】
丸駒チップは、超硬合金製（P20）、直径１６ｍｍ、チップブレーカー付で、逃げ角７度
で、すくい面には−１５度のチャンファーが施されている。研削条件は、逃げ面とすくい
面共通で、砥石と研削液に直径１０ｍｍの粒度♯１４０、集中度１００の粗粒レジンボン
ドダイヤモンド砥石DC140P100Bとソリュブル型水溶性研削液の５０倍希釈液とを用いた。
砥石周速度Vg=30/s,砥石切込みtg=5μｍ、砥石１回転当たりの丸駒チップの回転量（丸駒
チップ外周部）ｆGn=20μｍ/砥石１回転、丸駒チップ１回転当たりの砥石の丸駒チップ半
径方向移動量ｆp=10μｍ /丸駒チップ１回転で行った。
【００９１】
図１１に、修正後の丸駒チップの切れ刃の回転精度を示す。図１１より、切れ刃の回転精
度が、１ミクロン程度となり、切れ刃の円周振れが非常に小さくなっているのが分かる。
なお、修正前の切れ刃の回転精度は５０ミクロン程度であった。
【実施例２】
【００９２】
図９に示すチップホルダー取付治具Ｊを用いた装置を用いて、立軸超平滑研削法によって
丸駒チップ（P20、直径16mm）のすくい面と逃げ面を研削加工した。研削条件は実施例１
と同じとした。
【００９３】
切れ刃の修正前後において丸駒チップの切れ刃部を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し
た。また、丸駒チップの切れ刃部の形状を測定するために、超精密旋盤で超平滑に仕上げ
た無酸素銅に丸駒チップの切れ刃部を押し込み、切れ刃部の転写痕をつけ、非接触表面形
状測定装置（ＷＹＫＯ）を用いて転写痕を観察した。
【００９４】
図１２に、修正前の丸駒チップと修正後の丸駒チップの外観写真を比べて示す。修正後の
すくい面及び逃げ面は光沢がある仕上げ面になっていることが確認できる。図１３に、修
正前の丸駒チップと修正後の丸駒チップの切れ刃部を比較してＳＥＭ写真で示す。図１３
（ａ）に示すＳＥＭ写真より、修正前の丸駒チップの逃げ面には大きな凹凸があるのに対
し、修正後の丸駒チップのすくい面及び逃げ面は非常に平滑な仕上げ面になっていること
が確認できる。
【００９５】
また、切れ刃を比較すると修正前の丸駒チップに対し、修正後の丸駒チップは非常に鋭利
な切れ刃であることが分かる。図１３（ｂ）は、無酸素銅に丸駒チップの切れ刃部を押し
込むことによって得られた転写痕の断面Ｘ１−Ｘ２の２次元ＷＹＫＯ測定像である。この
チップを用いて旋削した場合に、仕上面を創成すると考えられる、切れ刃先端２ミクロン
幅の粗い部分１０箇所を平均したところ、修正前チップの平均した粗さはHrr＝958nm(Rz)
となった。一方、修正後のチップの平均した粗さはHrr＝77nm(Rz)となった。修正後の切
れ刃の凹凸は非常に小さくなり鋭利になったことが分かる。
【実施例３】
【００９６】
実施例２の方法で切れ刃を修正した丸駒チップをチップホルダーに保持したまま、DRCT切
削装置に取り付けて切れ刃の回転精度を測定した。図１４に、切れ刃の修正前と修正後の
丸駒チップの切れ刃の回転精度を示す。修正後の切れ刃の回転精度は、１ミクロン程度に
なり、格段に高回転精度になっていることが分かる。
【００９７】
図１５に、切れ刃を修正した丸駒チップで旋削加工したS45C鋼工作物の仕上面粗さの測定
結果を示す。なお、両図の縦軸は仕上面粗さ、横軸は工作物の軸方向の仕上面粗さ測定長
さ（ｍｍ）を示す。切削条件は、図１５上段の場合は、丸駒チップ切込みtC：0.2mm、丸
駒チップ送り量fC：0.4mm/rev、丸駒チップ回転数nC：37rpm、切削速度VC：95m/min、切
削距離：40kmとした。また、図１５下段に、丸駒チップ回転数nC：390rpm、切削速度VC：
150m/min、切削距離：10kmに変更した場合（その他の条件は同じ）の結果を示す。
【００９８】
なお、本実施例の切削距離１０ｋｍや４０ｋｍは、通常の切れ刃固定型チップの場合に、
切削距離数ｋｍでチップ寿命に達することから比較すると、非常に長いものといえる。ま
た、丸駒チップの一分間当たりの回転数３７回転は、丸駒チップの外周回転速度では約１
．９ｍ／分である。これは、切削速度の約５０分の１という低速回転であり、一分間当た
りの回転数が約３９０回転の場合でも、切削速度の約５分の１であり、比較的低速回転で
ある。SRCT切削法での丸駒チップよりも格段に小さい回転速度といえる。
【００９９】
図１５より分かるように、粗さ曲線には、図２２で見られたようなうねりは生成されず、
切削距離１０ｋｍや４０ｋｍにおいても、仕上面粗さHr＝約8ミクロンと非常に良い仕上
面が得られている。
【０１００】
以上、本発明の方法の適用を、工作物の旋削加工への適用について説明をしたが、その他
、形削り加工や平削り加工等の各種切削加工においてRCT切削法を用いる場合も、同様に
適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
CDRCT切削法、DRCT切削法及びSRCT切削法などロータリー型切削加工法において、丸駒チ
ップの切れ刃の回転精度を高くすることによって、丸駒チップを用いた切削加工の高精度
化が図れ、また、丸駒チップの交換も容易になり、これらの切削法の普及を促進すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の方法における丸駒チップの切れ刃修正工程の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の方法における超平滑研削法による丸駒チップの逃げ面を研削加工する方法を示す模式図である。
【図３】本発明の方法における超平滑研削法による丸駒チップのすくい面の精研削加工方法を示す模式図である。
【図４】本発明の方法における超平滑研削法による丸駒チップの切れ刃の修正工程の一例を示す模式図である。
【図５】横軸平面研削盤による丸駒チップの切れ刃の修正方法を示す模式図である。
【図６】本発明の丸駒チップの保持部と組み立てシャンクの構造を示す模式図である。
【図７】組み立てシャンク内に電池を内蔵した態様を示す模式図である。
【図８】組み立てシャンクの構造にＮＣ，ＭＣ工作機械用テーパーを取り付けた態様を示す模式図である。
【図９】チップホルダー取り付け治具を用いた、超平滑研削加工法による丸駒チップの逃げ面の研削加工（ａ）及びすくい面の精研削加工（ｂ）方法を示す模式図である。
【図１０】コーティングした丸駒チップを用いる場合の丸駒チップの製造工程図である。
【図１１】実施例１において、市販焼結チップそのままと、本発明の方法によって切れ刃を修正した市販焼結チップをロータリー型切削（RCT）法に用いた場合の丸駒チップの切れ刃の回転精度の相違を示すグラフである。
【図１２】実施例２において、立軸超平滑研削法によって修正された丸駒チップの切れ刃の外観を修正前の丸駒チップと比較して示す図面代用光学写真である。
【図１３】実施例２において、立軸超平滑研削法によって修正された丸駒チップの切れ刃の図面代用ＳＥＭ写真（ａ）及び２次元ＷＹＫＯ測定像である。
【図１４】実施例３において用いた修正後の丸駒チップの切れ刃と修正前の丸駒チップの切れ刃の回転精度とを比較して示すグラフである。
【図１５】実施例３において旋削した工作物の仕上げ面粗さ曲線を示すグラフである。
【図１６】ロータリー型切削（RCT）法の模式図である。
【図１７】従動式ロータリー型切削（SRCT）法の模式図である。
【図１８】モータ駆動強制回転方式ロータリー型切削（DRCT）法のシャンクの模式図である。
【図１９】ロータリー型切削(RCT)法における丸駒チップの保持部の構造を示す断面図である。
【図２０】丸駒チップの回転中心線とその取付・回転軸の回転中心線の取付誤差による丸駒チップの切れ刃の円周振れを示す説明図である。
【図２１】丸駒チップの回転中心線とその取付・回転軸の回転中心線の取付誤差による丸駒チップの切れ刃の回転軌跡を示す説明図である。
【図２２】市販焼結チップをそのままロータリー型切削（RCT）法に用いて工作物を旋削した場合の仕上げ面に生成するうねりを示すプロファイル曲線である。
【符号の説明】
【０１０３】
４ シャンク
２０ 工作物
３０ 丸駒チップ
３６ 丸駒チップ固定ボルト
４２ 丸駒チップの取付・回転軸
５１ モータ
Ｇ 砥石
Ｈ１ 丸駒チップホルダー
Ｈ２ コネクティングホルダー
Ｍ１，Ｍ２ モータ
【図１】
0005399651.tif 000002
【図２】
0005399651.tif 000003
【図３】
0005399651.tif 000004
【図４】
0005399651.tif 000005
【図５】
0005399651.tif 000006
【図６】
0005399651.tif 000007
【図７】
0005399651.tif 000008
【図８】
0005399651.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0005399651.tif 000011
【図１１】
0005399651.tif 000012
【図１４】
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【図１５】
0005399651.tif 000014
【図１６】
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【図１７】
0005399651.tif 000016
【図１８】
0005399651.tif 000017
【図１９】
0005399651.tif 000018
【図２０】
0005399651.tif 000019
【図２１】
0005399651.tif 000020
【図２２】
0005399651.tif 000021
【図１２】
0005399651.tif 000022
【図１３】
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